Местные мембранные напряжения

[Guterfreund]

Добрый день!

Имеется вопрос по местным мембранным напряжениям, определенным в ПНАЭ Г-7-002-86.

Для общих мембранных напряжений Нормы дают следующее определение: нормальные к рассматриваемому сечению, распределенные по всему сечению и равные среднему значению напряжений в данном сечении.

Для местных мембранных напряжений определение следующее: мембранные напряжения относят к категории местных если размеры зоны, в пределах которой напряжения превосходят 1.1сигма, не превышают определенных размеров и т.д.

Вопрос: Зона, в пределах которой напряжения превышают 1.1сигма, должна находится в рассматриваемом сечении? Т.е. местные мембранные напряжения это локальное повышение напряжений в пределах небольшой зоны сечения и они не могут распространяться на все сечение? Если мы говорим о всем сечении (любом сечении конструкции), подразумеваем общие мембранные, а если говорим о части сечения, где мембранные несколько выше, о местных мембранных?

На сайте я увидел пример расчета обечайки с патрубком от действия внутреннего давления и там местные мембранные определяются как средние по линии приварки патрубка к обечайке. Но ведь это полное сечение и данная величина больше подходит под определение общих мембранных напряжений.

Где правда?

[Aleksey]

Не простой вопрос.

В приведенном примере предполагалось, что местные мембранные напряжения - это средние мембранные напряжения по линии прварки в зоне концентрации.
Если уйти от зоны концентрации - то это общие мембранные.

[Guterfreund]

А зачем вообще оценивать местные мембранные в зоне концентрации? Это ведь не верно!

Как я понимаю, местные мембранные это все-таки отдельные напряжения в определенной части сечения (такие же, какие возникают в тонкостенной оболочке при изгибе, т.е. напряжения высокие в определенной, как правило не большой, зоне сечения).

Вопрос действительно сложный. Я, например, четкого ответа, как определить местные мембранные напряжения в зоне "обечайка-патрубок" по результатам МКЭ моделирования не нашел.

Слышали что-нибудь о программе Штуцэр-МКЭ. У них там применена интересная методика оценки напряжяний.

[Aleksey]

Слышали что-нибудь о программе Штуцэр-МКЭ

- не встечал ....
А в чем там суть?

[Guterfreund]

Там они в модели делят обечайку и патрубок на расстоянии катета шва от его центра. Элементы для этих плоскостей делают переменной толщины, чтобы обеспечить равенство жесткостей модели и реальной детали. Напряжения в элементах шва (элементы с переменной толщиной) вообще не оценивают, а определяют напряжения по второму ряду прилегающих элементов.

Я тут звонил людям, активно применяющим Нормы АЭУ, практически разработчикам: ИЦП МАЭ. Обсудил с ними проблему оценки местных мембранных в зоне пересечения обечайки с патрубком. Их мнение: оценка местных мембранных путем осреднения по линии приварки не совсем правильно. С великими ум ами общаться тяжело, я не все понял. Говорили, что все-таки местные мембранные это какая-то часть сечения и там нужно как-то интегрировать и чего-то еще.

Блин, сложная это вещь... Чем больше капаешь, тем больше становится вопросов.

[Aleksey]

Существует метод линеаризации, который позволяет привести нелинейное распределение напряжений по толщине стенки к мембранной и изгибной составляющей. Для этого определяется зависимость изменения напряжений по толщине стенки.
В п.5.8.2.3 приведена формула для определения мембранных напряжений.

Осреднение напряжений по сечению более простой метод...
В методе линеаризации есть проблема правильного выбора соответсвующего сечения.

[Guterfreund]

Линеаризуя напряжения, мы определяем мембранное напряжение по толщине стенки (не сечения). Осредняя по сечению, мы получаем мембранное напряжение по всему сечению (не толщине стенки).

Ведь в этом есть разница! Вероятно, как раз для первого случая мы говорим о местных, для второго об общих.

В некоторых программах для Shell элементов есть возможность вывода мембранных (а также отдельно изгибных) напряжений как выходной величины в постпроцессоре.

Вероятно за величину местных нужно брать максимальное мембранное, возникающее в любой точке вдоль окружности сварки без учета концентрации.

[Aleksey]

без учета концентрации.

линеаризируя напряжения по толщине можно выделить пиковые напряжения и получить мембранные и изгибные напряжения без учета концентрации

[Guterfreund]

Есть такое дело.

А как насчет Middle стресса для Shell элементов? Насколько мне известно, эта компонента уже линеаризована.

[Guterfreund]

Хотелось бы узнать причины, по которым разработчик Норм для сечения патрубка в районе сварного шва с обечайкой допускает возникновение мембранных напряжений в 1,3 раза от дупускаемых.

Что там происходит есть предполажения? Напряжения в этой зоне не так критичны и перераспределяются каким-то образом по длине патрубка?

И еще вопросец: если коэффициент понижения прочности сварного шва меньше 1. Учитывается он понижением допускаемого напряжения?

[Aleksey]

Максимальные напряжения, полученные в зоне концентрации в дальнейшем используются при расчете циклической прочности - в этом расчете учитывается коэффициент понижения прочности сварного шва (при необходимости).

Хотелось бы узнать причины, по которым разработчик Норм для сечения патрубка в районе сварного шва с обечайкой допускает возникновение мембранных напряжений в 1,3 раза от дупускаемых.

- в этом ничего опасного нет

[Guterfreund]

Спасибо за информацию!